硅烷偶联剂是一种硅烷,在分子中包含两个不同的化学性质(有机官能团和可水解基团)。分子结构通常为:YR-Si(Men)X4-n-1(其中Y为有机官能团,R为可水解的硅官能团)。通过使用现货硅烷交联剂可以在无机物和有机物之间的界面之间建立“分子桥”,以将性质非常不同的两种材料连接在一起,从而形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的粘结层。改善复合材料的性能并增加粘结强度。典型的现货硅烷交联剂包括A151(乙烯基三乙氧基硅烷),A171(乙烯基三甲氧基硅烷),A172(乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷)等。
有三种用现货硅烷交联剂处理玻璃纤维的方法:预处理,后处理和迁移。偶联剂预处理方法可以提高纤维与树脂之间的润湿性,增加界面之间的结合力,降低生产成本,提高生产效率。然而,在使用后处理方法或迁移方法之后,玻璃布的润湿性没有显着改善。现货硅烷交联剂后处理的方法是先用热处理去除玻璃纤维中的纺织上浆剂,热处理后纤维的强度会降低;然后浸渍偶联剂以增加表面活性基团。偶联剂迁移方法是将偶联剂直接添加到树脂配方中。在浸渍期间,处理剂从树脂胶“迁移”到玻璃纤维表面的作用被用来与玻璃纤维表面相互作用。共同作用。
1、简单搅拌。操作简单,但效果不是很令人满意。2、溶胶-凝胶法。根据反应前体的不同,可将其分为几类,例如在有机聚合物存在下形成无机相网络;在现货硅烷交联剂相存在下有机单体的聚合;同时在有机相和无机相之间形成互穿网络。这种过程比较复杂,但是效果更好。3、以胶体SiO2颗粒为核,通过常规乳液聚合制备核-壳结构复合乳液,这是核-壳聚合工艺的延伸。4、现货硅烷交联剂通过偶联剂与乳液结合。此过程简单实用,需要深化和完善。本文选择表面处理剂-硅烷偶联剂制备有机-无机杂化涂料。工艺简单,反应条件温和,易于控制。进行了更系统的工艺条件测试,并更改了工艺参数以实现涂层性能的定制。
国外情况:国外相关研究很早就开始了。美国辛辛那提大学的Van Ooij W J教授首先将现货硅烷交联剂用于金属预处理。他已经在1990年代开始进行研究尝试,并获得了大量研究成果和zhuanli。国内情况:近年来,中国也开始研究和使用硅烷偶联剂来处理金属树脂涂料体系。徐毅研究了乙烯基三乙氧基硅烷和环氧三乙氧基硅烷的水解和包覆过程。我国于1950年在中国科学院化学研究所研制出KH-550,KH-560,KH-570,KH-590等型号的现货硅烷交联剂,并投入生产相继。后来,氨基硅烷和改性氨基硅烷相继出现。后来,开发了耐热硅烷,阳离子硅烷,重氮和叠氮化硅烷。现在,我们国内的硅烷生产商发展迅速,许多品种摆脱了对进口的依赖。
硅烷偶联剂是通过在氯铂酸的催化下,添加氯仿硅(HSiCl3)和具有反应性基团的不饱和烯烃而得到的,然后进行醇解。现货硅烷交联剂本质上是具有有机官能团的硅烷的一种。在其分子中,它还具有可与无机材料和有机材料化学键合的反应基团,用于化学键合。可以用通式Y(CH2)nSiX3表示,其中n = 0〜3; X-可水解基团;可以与树脂反应的Y-有机官能团。 X通常为氯基,甲氧基,乙氧基,甲氧基乙氧基,乙酰氧基等。当这些基团水解时,形成硅烷醇(Si(OH)3),其与现货硅烷交联剂形成硅氧烷。 Y是乙烯基,氨基,环氧基,甲基丙烯酰氧基,巯基或脲基。这些反应性基团可以与有机物质反应而键合。
当在金属表面上形成硅烷膜时,由于硅烷溶液中的SiOH基与金属表面上的MeOH基缩合,因此在界面上会形成牢固的Si-O-Me共价键。该键与Si-O-Si键一起在界面区域或“界面层”中形成新的结构。以铝为例,显示了现货硅烷交联剂处理后金属的表面结构。可以看出,界面层主要包括Al-O-Si键和Si-O-Si键,其化学成分类似于(Al2O3)x·(xSiO2)y。研究表明,界面层的形成为良好保护金属表面奠定了重要基础。随着现货硅烷交联剂的耐水性的提高,膜中的水量大大减少,从而防止了Si-O-Al共价键的水解,在界面处保持了良好的粘合强度,并进一步确保了硅烷的防腐性能。硅烷膜。